Специфические функции электролитов

Натрий (Nа⁺). Поскольку концентрации этого иона в плазме наибольшая, то именно от него в основном зависит ее осмотическое давление. Кроме того, Nа⁺ имеет решающее значение в формировании мембранных потенциалов. Поэтому организм жестко регулирует гомеостатическую константу содержания Nа⁺ в крови. С другой стороны, по отношению к другим ионам, концентрация которых значительно меньше, чем Nа⁺ (за исключением Cl^-), содержание Nа⁺ способно колебаться в достаточно широких пределах, регулируя, тем самым, осмотичность плазмы.

Кальций (Са²⁺). Концентраций Са²⁺ - одна из наиболее жестких констант организма. Это объясняется, прежде всего, тем, что данный ион принимает участие во многих процессах организма: в деполяризации и реполяризации кардиомиоцитов, в работе саркомеров, в проведении возбуждения в синапсах, в деятельности ЦНС, в системе свертывания крови, в пищеварении, в регуляции эритропоэза и т.д. Учитывая, что нормальное содержание Са²⁺ в плазме невелико, что даже небольшие изменения его концентрации способны значимо влиять на различные жизненно важные функции, а выраженное изменение концентрации этого иона (менее 2,25 и более 2,75 ммоль/л) может представлять угрозу для жизни, организм «пойдет» на любые регуляторные изменения с целью поддержания концентрации Са²⁺ в крови в пределах нормы. Основным депо Са²⁺ в организме является костная система, поэтому при недостатке потребления этого иона с пищей развивается остеомаляция – размягчение костей вследствие вымывания из них Са²⁺.

Избыток Са²⁺ чаще всего развивается при передозировке Са²⁺ - содержащих медикаментов. При этом последствия могут быть самыми тяжелыми – судороги центрального генеза, потеря сознания, нарушения в работе сердца, вплоть до остановки, смерть. Учитывая, что нормальные показатели содержания Са²⁺ малы, то риск передозировки подобных лекарственных средств оказывается высоким. По этой причине у врача должна постоянно существовать настороженность в отношении препаратов Са²⁺, которые широко используются в различных областях медицины.

Калий (К⁺), магний (Мg²⁺). Также как и Са²⁺, эти два иона не имеют решающего значения в регуляции осмотического давления плазмы, т.к. их концентрация мала. В отличие от Са²⁺ и Nа⁺ увеличение содержания К⁺ и Мg²⁺ способствует снижению возбудимости, вызывая гиперполяризацию мембран.

Гидрокарбонатный анион (НСО^-₃). Его специфической функцией является участие в регуляции рН крови. Увеличение содержания этого иона вызывает защелачивание крови, повышение рН.

Хлор (Сl^-). Концентрация Сl^- - нежесткая константа, его содержание способно колебаться в широких пределах без значимого влияния на жизненно важные функции. Вспомним, например, что отрицательный заряд мембран возбудимых клеток в большей степени формируется не Сl^-, а отрицательно заряженными белками. Поэтому изменение содержания Сl^- оказывается «удобным» механизмом поддержания электронейтральности плазмы.

Правило Гембла. Суть его заключается в том, что плазма всегда электронейтральна, общий заряд катионов и анионов равен 0. Только в этом случае возможно поддержание в норме водно-солевого баланса. Электронейтральность плазмы – жесткая к онстанта гомеостаза, понимание которой имеет важное клиническое значение.

Благодаря поддержанию электронейтральности плазмы существует тесная взаимосвязь между регуляцией осмотического, электролитного баланса и регуляцией КОС, одного из наиболее важных параметров в работе организма. Связующим звеном между электролитным и кислотно-основным балансом является содержание в плазме буферных оснований (ВВ) – суммы НСО^-₃ (20-30 ммоль/л) и анионов белка (15-19 ммоль/л). Соответственно ВВ в норме равно примерно 40 ммоль/л. Уменьшение содержания, например, НСО^-₃ называется дефицитом буферных оснований (ВD) и приводит к развитию ацидоза. Увеличение концентрации НСО^-₃, равно как и белковых анионов называется избытком буферных оснований (ВЕ) и вызывает алкалоз, т.е. защелачивание.

В норме рН крови равен 7,35-7,47 при среднем значении 7,37; рН венозной крови ниже артериальной на 0,02. рН равный 6,8 и 7,8 несовместим с жизнью. Но следует учитывать, что при ацидозе (рН ниже 7,35) и алкалозе (рН выше 7,45) значимо изменяется работа всех систем организма.

Выделяют респираторный и метаболический алкалоз. Основные, наиболее частые причины – гипервентиляция, вдыхание разряженного воздуха (респираторный алкалоз), многократная рвота и промывании желудка, введение избыточного количества НСО^-₃ или цитрата натрия при переливаниях крови, длительное применение тиазидных мочегонных (потеря Сl^-), передозировка стероидных гормонов. Метаболический алкалоз развивается в результате изменения электролитного состава плазмы. Например, у ребенка наблюдается неукротимая рвота. При этом происходит потеря Сl^-. Согласно правилу Гембла уменьшение содержания анионов должно компенсироваться уменьшением катионов, прежде всего, Na⁺ (т.к. содержание Са²⁺, К⁺, Мg²⁺ и др. катионов невелико). Однако, этого обычно не происходит, т.к. содержание катионов это более жесткая константа, чем содержание анионов. Следовательно, для поддержания электронейтральности плазмы на фоне потери Сl^- будет происходить нарастание количества НСО^-₃, т.е. развивается алкалоз.

Противоположная ситуация потери катионов наблюдается, например, при профузном поносе, когда с кишечными соками избыточно удаляется Na⁺. Компенсаторно будет наблюдаться снижение содержания анионов, в том числе, НСО^-₃, что соответствует закислению крови, т.е. развитию ацидоза.

Подобные ситуации потери организмом жидкостей и содержащихся в них электролитов, сопряженные с выраженным сдвигом рН крови, оказываются особенно критическими у детей. Причем, чем меньше возраст ребенка, тем более тяжелые последствия могут развиться при выраженных рвоте или диарее. Это связано с двумя основными причинами. Во-первых, у детей развитие различных адаптационных механизмов находится в стадии становления, регуляция водно-солевого обмена осуществляется не столь полноценно, как у взрослого. Во-вторых, потеря ребенком, например, грудного возраста 100-200 мл жидкости (1-1,5 стакана) в процентном отношении к общей массе тела оказывается значительной.

Длительно продолжающиеся рвота или понос, как у детей, так и у взрослых, обязательно должны сопровождаться обильным питьем желательно слегка подсоленной воды. Более оптимальным является питье медицинских солевых растворов, например, регидрона. При значительной выраженности данных патологических состояний необходимо внутривенное введение солевых (электролитных) и осмотически активных растворов – трисоль, гемодез, реополиглюкин, берлитион.